当前课程知识点:普通生物学 > 第三章 高等植物体的结构与功能 > 第四节 植物的营养与运输 > 3.4.3 植物的矿质营养
植物体要维持正常的生理活动
除了需要水分和二氧化碳
进行光合作用之外呢
还需要矿质元素
例如呢
叶绿素分子中有镁离子
核酸分子中含有磷
氨基酸中含有硫
细胞壁的组成成分呢
包含了钙离子
钙 磷 镁 硫这些元素都是矿质元素
它们是从哪里来的呢
是从土壤中吸收的
矿质元素有的作为
植物体的组成成分
有的具有调节生理功能的作用
或者同时兼有这两种功能
所以呢
矿质元素在植物的生命活动中
发挥了非常重要的作用
那么植物体内哪些元素
是生命活动所必需的呢
要回答这些问题呢
首先必须分析植物体的物质组成
将烘干的植物体充分燃烧
有机体中的碳 氢 氧 氮这些元素呢
以二氧化碳、水
分子态氮和氮的氧化物
等形式散失到空气中
余下一些不能挥发的物质被称为灰分
矿质元素就以氧化物的形式
存在于灰分当中
一般来说呢
植物体中含有水分占10-95%
干物质占5-90%
而在干物质中呢
是以有机物为主,占90-95%
包括了蛋白质、核酸、脂类和多糖
无机矿物仅占5-10%
其中
多糖来源于光合作用产物
蛋白质、核酸和脂类呢
可以通过物质代谢
糖元异生的方式生成
无机矿物质是从土壤中吸收而来的
植物体内的这些矿质元素
是否都是必需的呢
那不一定
有些元素在植物体内大量积累
但是植物生活并不需要它们
而有些元素含量很少
但却是植物生长所必需的
现在我们就需要分析
哪些元素是植物生长所必需的
用什么方法来分析呢
通常采用水培法
或者叫溶液培养法来进行分析
水培法实验是这样做的
设一个对照组和多个实验组
其中呢
对照组的培养溶液含有完全营养元素
而实验组的培养液分别缺失一种
不同的营养元素
将幼苗分别放在对照组
和实验组的培养溶液中培养一段时间
再进行观察
那么对照组植株肯定是生长正常的
如果实验组的植株生长正常
那么就说明这种元素不是必需元素
如果生长异常
再在培养液中加入缺失的那种元素
如果幼苗能够恢复正常生长
那么
缺失的那种元素
可能就是植物生长的必需元素
这组图片显示的
就是水培法的实验结果
A B C三组分别缺失了氮、磷、钙元素
右侧图都是含有
完全营养元素的对照组
可见缺少了这三种元素之后
幼苗都不能够正常生长
那么
判断一种元素
是否属于植物生长的必需元素
有什么依据呢
1939年有人提出了
三条标准
目前来看这三条标准依然是正确的
第一,该元素对植物生长
和发育是不可缺少的
如果缺乏了这种元素
植物就不能够完成生活史
第二条标准
植物对该元素的需要是专一的
是不可替代的
如果缺乏了这种元素
就会使植物表现专一的病症
而且加入这个元素之后呢
这个病症就会消失
这组图片显示的是
不同处理条件下生长的番茄幼苗
A图是正常对照组和缺钼的实验组
B组是正常对照组
C组是缺失了氯离子
D组缺失了铜离子
E组是缺失了锌离子
F组是缺失了锰离子
缺失锰离子之后会出现缺绿症
可见缺少了这些元素之后
植物的幼苗、叶片都不能够正常生长
这些缺失的元素都属于必需元素
第三条标准是
这个元素对于植物营养上的需要呢
是直接的效果而不是间接的效果
正是通过这样一系列的实验
在19世纪末
德国的植物生理学家
与其他的植物生理学家
确定了7种元素是植物生长所必需的
它们是氮 磷 钾 硫 钙 铁 镁
这些元素都是从土壤中吸收而来的
到了20世纪20年代以后
又陆续确定了以下几种元素
是植物生长和发育所必需的元素
它们是 硼 锰 铜 锌 钼 氯还有镍
现在呢
已知植物生长所必需的元素
一共有17种
其中碳 氢 氧
是来自于水分子和二氧化碳
其余的14种元素都是来自土壤
属于矿质元素
让我们通过这张表格
来简要地介绍一下这些必需元素的
主要生理功能
碳 氢 氧的作用就不用多说了
它们是有机分子的主要组成物质
氮元素的主要吸收形式是硝酸根离子
铵根离子
它们是氨基酸、蛋白质
核苷酸、核酸、叶绿素
辅酶和酶的组成成分之一
钾离子能够调控气孔运动
之前我们曾经讲过
不仅如此呢
钾离子还与蛋白质的合成有关
钙离子是细胞壁的组成物质
比如说果胶三钙
维持膜结构及其通透性
可以激活一些酶
镁离子是叶绿素分子的组成成分
是很多酶的激活剂
磷是ADP、ATP、核酸
磷脂以及部分辅酶的组成成分
硫的主要形式是硫酸根离子
硫是一些氨基酸、蛋白质
以及辅酶A的组成成分
以上这些元素需要量比较大
属于大量元素
这张表格列出的是
植物生长所必需的微量元素
各元素的生理功能呢
不再一一说明了
例如氯离子与渗透平衡
和离子平衡有关
铁离子参与了叶绿素的合成等等
看了这两张表格之后呢
相信大家就能够理解
为什么这些元素是
植物生长的必需元素了
总之呢
植物生长所需要的元素一共有17种
其中大量元素有9种
微量元素是8种
在生产实践中
如何来诊断植物缺少
哪种营养元素呢
我们可以利用
植物缺乏矿质元素的症状检索表
来进行检索
判断植物缺少了哪种营养元素
从而及时地施肥补充
例如
如果老叶的症状常遍布整株
基部叶片干焦和死亡
那么就有可能是缺了氮或者是磷
可以再根据下面这两条特征
再进一步的进行判断
-绪论
--绪论
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-第三节 真核细胞的结构
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-第四节 细胞的能量代谢
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-第二节 基因的表达调控
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-第三节 生物技术及其应用
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-第四节 人类基因组及其遗传疾病
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-第二节 植物的生长
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-第三节 植物的生殖和发育
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-第四节 植物的营养与运输
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-第五节 植物生长发育的调控
--3.5.6 乙烯
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